[发明专利]基于压入预置标签的低轨承载网星间链路快速保护方法

说明书

本发明公开一种基于压入预置标签的低轨承载网星间链路快速保护方法，涉及卫星网络领域的路由交换技术。在低轨卫星通信系统中，通过对需要保护的链路预先进行标签转发表和预置标签计算并注入星载交换机，当星载交换机检测到链路失效时，将预置标签压入数据包头中，按照预置标签指示的路径绕过失效节点或链路，以最短的时间将受影响的业务转移到备份路径上并送达目的节点，随后星载交换机将链路信息上报天基网络控制器，控制器根据链路信息进行路径重新计算，并将更新后的标签转发表注入相应星载交换机，星载交换机按照更新后的标签转发表对数据包进行寻址转发，从而保持业务路径畅通，提高通信效率。

技术领域

本发明涉及一种基于压入预置标签的低轨承载网星间链路快速保护方法，涉及卫星网络领域的路由交换技术。

背景技术

低轨卫星通信系统具有传输时延短、链路损耗小、便于进行终端小型化设计等优势，因此低轨卫星组网技术的研究逐渐成为人们关注的焦点。然而，为实现全球无缝服务，低轨卫星系统往往需要成百上千甚至上万颗卫星进行组网，网络规模很大，且网络拓扑高动态变化、星间星地链路频繁切换，一旦遇到突发情况，会导致卫星链路出现时延变长、误码率变高等问题，因此快速重路由技术对于低轨卫星承载网至关重要。

根据低轨卫星网络拓扑结构动态变化有规律可循，并且网络节点数目一般不发生大的变化，目前多采用在离线状态下预先计算好路由的方法，具有算法简单、星上开销小的优点，弥补了卫星网络中星上计算能力有限、拓扑变化频繁的不足。但此方法健壮性差，一旦网络中出现节点故障或链路故障，按照预测拓扑变化计算的静态路由便不再有效。针对突发情况导致网络链路或节点失效时，会不可避免地造成业务传输中断，业务中断的时间长短取决于路由协议的重收敛速度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于压入预置标签的低轨承载网星间链路快速保护方法，该方法能够在低轨卫星通信系统中的卫星节点被毁或星间链路失效时，以最短的时间将受影响的业务转移到备份路径上并送达目的节点，从而保持业务路径畅通，减少流量损失和失序，保证业务数据的可靠传输，提高通信效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于压入预置标签的低轨承载网星间链路快速保护方法，包括以下步骤：

（1）天基网络控制器根据卫星星历信息，计算低轨卫星承载网中每个卫星节点的标签转发表和每条相连链路失效后的预置标签，并注入相应卫星的星载交换机，星载交换机通过数据包中封装的目的标签查找标签转发表进行寻址转发；

（2）当星载交换机检测到相连星间链路失效时，将预置标签压入数据包头中，此后，星载交换机根据新压入的预置标签，通过步骤（1）中的标签转发表对数据包进行寻址转发；

（3）星载交换机将链路失效的检测信息上报至天基网络控制器；

（4）天基网络控制器根据链路失效的检测信息重新进行转发表和标签集中计算，并将计算结果以新标签转发表的形式注入各星载交换机；

（5）星载交换机收到新标签转发表后，按步骤（1）中的目的标签查找新标签转发表进行转发。

进一步的，步骤（1）中，由天基网络控制器根据卫星星历信息，将一个轨道周期内的星间网络拓扑划分为多个时间片，针对每个时间片进行路由计算，并将计算结果以标签转发表的形式上注相应卫星的星载交换机；此外，针对每个时间片，为每个节点计算相连星间链路的预置标签，并将计算结果注入相应卫星的星载交换机。

进一步的，步骤（1）中数据包中封装的目的标签，为链路失效前的原始目的标签。

进一步的，步骤（1）中由天基网络控制器计算得到的标签转发表包括目的标签和出端口的对应关系。

进一步的，步骤（2）中，预置标签的封装位置位于步骤（1）中的目的标签之前；链路失效后，通过该预置标签绕过失效链路。